近期，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大 - 清華生命科學(xué)聯(lián)合中心徐成冉課題組在《Cell Metabolism》（《細(xì)胞?代謝》）雜志上發(fā)表了題為“Deciphering Pancreatic Islet β Cell and α Cell Maturation Pathways and Characteristic Features at the Single-Cell Level”的研究論文。在單細(xì)胞水平上分析了胰島β和α細(xì)胞成熟、增殖和異質(zhì)性建立等重要問(wèn)題。

該工作圖文摘要

胰島β和α細(xì)胞在機(jī)體血糖平衡和代謝穩(wěn)態(tài)維持中具有重要作用。對(duì)胰島細(xì)胞增殖和成熟的體內(nèi)調(diào)控機(jī)制以及細(xì)胞異質(zhì)性的研究對(duì)糖尿病細(xì)胞水平的治療有重大意義。

該工作利用遺傳標(biāo)記的小鼠，通過(guò)流式細(xì)胞技術(shù)分選出不同發(fā)育 / 成熟階段的β和α細(xì)胞并進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，確立了β和α細(xì)胞成熟路徑。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，β和α細(xì)胞在成熟過(guò)程中采用不同的調(diào)控策略。本研究通過(guò)在單細(xì)胞水平上對(duì)增殖和靜息細(xì)胞的表達(dá)譜比較分析，發(fā)現(xiàn)增殖和分化兩大互斥事件可以在β細(xì)胞成熟過(guò)程中得以協(xié)調(diào)，表現(xiàn)為增殖細(xì)胞與靜息細(xì)胞的分化 / 成熟進(jìn)程基本同步。另外，該研究還發(fā)現(xiàn)β和α細(xì)胞的異質(zhì)性主要發(fā)生在發(fā)育早期，成熟期的胰島細(xì)胞在基因表達(dá)水平基本均質(zhì)，因此作者提出假說(shuō)認(rèn)為胰島細(xì)胞的異質(zhì)性的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后。在此基礎(chǔ)上，該項(xiàng)研究創(chuàng)新性的整合了單細(xì)胞和大量細(xì)胞表達(dá)譜分析，確定了β細(xì)胞成熟過(guò)程重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，為后續(xù)的功能研究提供了重要信息。本研究對(duì)胰島成熟過(guò)程的深刻理解將促進(jìn)體外干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化產(chǎn)生成熟胰島細(xì)胞，或?qū)θ绾未龠M(jìn)糖尿病患者的胰島細(xì)胞通過(guò)增殖恢復(fù)胰島的生理功能提供思路。